基体材料高温强度对枪管寿命的影响研究

发布时间：2021-11-25 19:38

　　根据界面剪切失效理论和疲劳损伤累积理论,建立了基于枪管镀层—基体界面剪切疲劳损伤累积的枪管寿命预测模型.以某小口径步枪枪管为研究对象,计算了一个冷却周期射击过程中的枪管界面剪切应力,预测了3种不同基体材料枪管的寿命,研究了基体材料高温强度对枪管寿命的影响.研究结果表明,基体材料高温强度是影响枪管寿命的至关重要因素.温度升高引起的界面抗拉强度下降,是导致镀层产生界面破坏以及枪管寿终的重要诱因.增加材料常温强度对提高枪管寿命意义不大,而增加高温强度则可以显著提升枪管寿命.寿命试验结果验证了本文所建寿命预测模型的可用性及预测结果的正确性. 

【文章来源】：北京理工大学学报. 2020,40(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

枪管镀层剪切失效模型

图2为一个完整冷却周期内最大膛压截面界面切应力平均应力变化情况,由图可见,平均应力的整体变化趋势随着射弹量增加而变大,但在换弹匣后会因为枪管获得短暂空冷温度降低而出现小幅下降. 此外注意到在冷却周期前期,平均应力有一段负值,这代表此时热应力小于膛压应力,镀层内的周向应力以膛压载荷引起的的拉应力为主导. 随着射击发数增加,枪管温度逐渐升高后,热应力逐渐占据主导地位,平均应力开始表现为正值.图3为一个完整冷却射击周期内最大膛压截面界面切应力的应力幅变化情况,由于随着枪管温度升高,枪管材料的导热性能下降以及火药燃气和枪管内壁温差减小,导致单次射击的枪管近壁温度脉冲幅值有所下降,故射击过程中,应力幅的整体变化趋势是随着射弹量增加而降低的.

图3为一个完整冷却射击周期内最大膛压截面界面切应力的应力幅变化情况,由于随着枪管温度升高,枪管材料的导热性能下降以及火药燃气和枪管内壁温差减小,导致单次射击的枪管近壁温度脉冲幅值有所下降,故射击过程中,应力幅的整体变化趋势是随着射弹量增加而降低的.4 寿命预测及试验验证

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3518665